本發(fā)明涉及風(fēng)力發(fā)電的，尤其是指一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)滑動偏航系統(tǒng)測試平臺及測試方法。

背景技術(shù)：

1、對于采用滑動偏航系統(tǒng)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，在進(jìn)行偏航系統(tǒng)設(shè)計時，偏航驅(qū)動和偏航制動摩擦片的特性參數(shù)對偏航系統(tǒng)的仿真計算結(jié)果有顯著和直接的影響。若特性參數(shù)選取過于保守，則設(shè)計出的偏航系統(tǒng)重量重，成本高；若特性參數(shù)選取過于激進(jìn)，則會嚴(yán)重影響風(fēng)力發(fā)電機(jī)組安全性。因此非常有必要建立滑動偏航系統(tǒng)測試裝置，通過獲得偏航部件特性參數(shù)實測值，以保證偏航系統(tǒng)設(shè)計的可靠性。

2、常規(guī)滑動偏航系統(tǒng)測試裝置主要有兩種；一種是在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組在線運行時，通過貼應(yīng)變片、增加傳感器、部署數(shù)據(jù)采集裝備等方式進(jìn)行測試，由于外載是由風(fēng)載提供的，難以準(zhǔn)確測量到偏航系統(tǒng)受載與受力的對應(yīng)關(guān)系；另一種是直接將風(fēng)力發(fā)電機(jī)組整機(jī)偏航系統(tǒng)零部件搬至試驗場地進(jìn)行測試，通常只能施加驅(qū)動扭矩，若要施加偏航系統(tǒng)所受外載，需要在整機(jī)部件上進(jìn)行較大改造。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)滑動偏航系統(tǒng)測試平臺，具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低、測試數(shù)據(jù)準(zhǔn)確高效等優(yōu)點，通過獲得偏航系統(tǒng)部件特性參數(shù)實測值，提高滑動偏航系統(tǒng)設(shè)計的可靠性。

2、本發(fā)明的另一目的在于提供一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)滑動偏航系統(tǒng)測試方法。

3、本發(fā)明的目的通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)：

4、一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)滑動偏航系統(tǒng)測試平臺，包括主支撐座、中心支架、偏航模擬裝置、軸向加載裝置、徑向加載裝置、驅(qū)動裝置和控制裝置，所述偏航模擬裝置固定于中心支架上，所述中心支架固定于主支撐座上，所述偏航模擬裝置的外側(cè)沿圓周均布有多個軸向加載裝置，所述軸向加載裝置與驅(qū)動裝置電連接，由驅(qū)動裝置驅(qū)動軸向加載裝置向偏航模擬裝置加載軸向力，所述偏航模擬裝置的外側(cè)并位于任意兩個相鄰的軸向加載裝置之間布置有徑向加載裝置，所述徑向加載裝置與驅(qū)動裝置電連接，由驅(qū)動裝置驅(qū)動徑向加載裝置向偏航模擬裝置加載徑向力，所述控制裝置與偏航模擬裝置、軸向加載裝置、徑向加載裝置和驅(qū)動裝置電連接，由控制裝置對偏航模擬裝置、軸向加載裝置、徑向加載裝置和驅(qū)動裝置進(jìn)行電氣控制，所述偏航模擬裝置包括上層待測偏航制動器、下層待測偏航制動器、偏航齒圈、偏航制動盤、偏航驅(qū)動、偏航支架和齒圈支撐環(huán)，所述上層待測偏航制動器和下層待測偏航制動器呈上下對稱布置，且所述下層待測偏航制動器固定于中心支架的頂部，所述上層待測偏航制動器固定于偏航支架的底部，所述偏航齒圈設(shè)置于上層待測偏航制動器的外側(cè)，所述偏航制動盤設(shè)置于下層待測偏航制動器的外側(cè)，且所述偏航齒圈通過上層待測偏航制動器的第一上摩擦片、第一下摩擦片和第一側(cè)摩擦片夾緊，所述偏航制動盤通過下層待測偏航制動器的第二上摩擦片、第二下摩擦片和第二側(cè)摩擦片夾緊，所述偏航齒圈和偏航制動盤之間通過齒圈支撐環(huán)連接，多個偏航驅(qū)動沿圓周均布于偏航支架上，且多個偏航驅(qū)動的輸出齒輪與偏航齒圈嚙合，通過偏航驅(qū)動帶動偏航齒圈和偏航制動盤旋轉(zhuǎn)。

5、進(jìn)一步，所述軸向加載裝置包括軸向加載液壓缸、第一連接軸、支撐墊塊、軸向加載支撐架、底部支撐座、頂部支撐座和拉壓測試儀，所述軸向加載液壓缸的頂部通過頂部支撐座與第一連接軸的一端連接，所述軸向加載液壓缸的底部通過底部支撐座與主支撐座連接，所述第一連接軸通過支撐墊塊支撐于軸向加載支撐架上，且其另一端與偏航支架連接，所述軸向加載支撐架固定于主支撐座上，通過軸向加載支撐架限制第一連接軸沿偏航模擬裝置的徑向方向的移動，并使第一連接軸能夠沿偏航模擬裝置的軸向方向移動，所述軸向加載液壓缸上設(shè)置有用于檢測加載力大小的拉壓測試儀，通過控制軸向加載液壓缸的壓力進(jìn)而控制加載力大小。

6、進(jìn)一步，所述徑向加載裝置包括徑向加載液壓缸、徑向液壓缸支座、徑向加載支撐架、第二連接軸、雙滾輪支撐頭和拉壓測試儀，所述徑向加載液壓缸通過徑向液壓缸支座支撐到主支撐座上，且所述徑向加載液壓缸與第二連接軸的一端連接，所述第二連接軸支撐于徑向加載支撐架上，且其另一端通過雙滾輪支撐頭與齒圈支撐環(huán)的外壁連接，所述徑向加載液壓缸上設(shè)置有用于檢測加載力大小的拉壓測試儀，通過控制徑向加載液壓缸的壓力進(jìn)而控制加載力大小。

7、進(jìn)一步，所述偏航驅(qū)動的輸出齒輪軸上設(shè)置有扭矩儀，用于檢測偏航驅(qū)動輸出扭矩大小。

8、進(jìn)一步，所述第一上摩擦片通過螺栓安裝于偏航支架的底面，所述第一下摩擦片和第一側(cè)摩擦片通過螺栓安裝于上層待測偏航制動器的底面和側(cè)面，所述第二下摩擦片通過螺栓安裝于中心支架的頂面，所述第二上摩擦片和第二側(cè)摩擦片通過螺栓安裝于下層待測偏航制動器的頂面和側(cè)面。

9、進(jìn)一步，所述上層待測偏航制動器的內(nèi)部并位于靠近第一下摩擦片和第一側(cè)摩擦片的位置分別設(shè)置有用于檢測相應(yīng)摩擦片壓力大小的第一下壓力傳感器和第一側(cè)壓力傳感器，所述偏航支架的內(nèi)部并位于靠近第一上摩擦片的位置設(shè)置有用于檢測相應(yīng)摩擦片壓力大小的第一上壓力傳感器，所述下層待測偏航制動器的內(nèi)部并位于靠近第二上摩擦片和第二側(cè)摩擦片的位置分別設(shè)置有用于檢測相應(yīng)摩擦片壓力大小的第二上壓力傳感器和第二側(cè)壓力傳感器，所述中心支架的內(nèi)部并位于靠近第二下摩擦片的位置設(shè)置有用于檢測相應(yīng)摩擦片壓力大小的第二下壓力傳感器。

10、進(jìn)一步，所述軸向加載裝置有四個。

11、本發(fā)明的另一目的通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)：

12、一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)滑動偏航系統(tǒng)測試方法，基于上述風(fēng)力發(fā)電機(jī)滑動偏航系統(tǒng)測試平臺實現(xiàn)，包括步驟，

13、s1、在空載狀態(tài)下測試偏航模擬裝置阻力大小，對偏航模擬裝置進(jìn)行標(biāo)定；

14、s2、通過控制裝置控制驅(qū)動裝置帶動軸向加載裝置向偏航模擬裝置加載推力，以使第一下摩擦片和第二下摩擦片分別與偏航齒圈和偏航制動盤貼合，啟動偏航驅(qū)動使偏航齒圈和偏航制動盤旋轉(zhuǎn)，根據(jù)偏航驅(qū)動的輸出扭矩以及第一下摩擦片和第二下摩擦片的壓力分別計算兩個下摩擦片的摩擦系數(shù)；

15、s3、通過控制裝置控制驅(qū)動裝置帶動軸向加載裝置向偏航模擬裝置加載拉力，以使第一上摩擦片和第二上摩擦片分別與偏航齒圈和偏航制動盤貼合，啟動偏航驅(qū)動使偏航齒圈和偏航制動盤旋轉(zhuǎn)，根據(jù)偏航驅(qū)動的輸出扭矩以及第一上摩擦片和第二上摩擦片的壓力分別計算兩個上摩擦片的摩擦系數(shù)；

16、s4、通過控制裝置控制驅(qū)動裝置帶動徑向加載裝置向偏航模擬裝置加載推力，以使第一側(cè)摩擦片和第二側(cè)摩擦片分別與偏航齒圈和偏航制動盤貼合，啟動偏航驅(qū)動使偏航齒圈和偏航制動盤旋轉(zhuǎn)，根據(jù)偏航驅(qū)動的輸出扭矩以及第一側(cè)摩擦片和第二側(cè)摩擦片的壓力分別計算兩個側(cè)摩擦片的摩擦系數(shù)。

17、進(jìn)一步，測量偏航驅(qū)動的偏航電機(jī)的輸出功率，接著根據(jù)偏航電機(jī)的輸出功率以及偏航驅(qū)動的輸出扭矩及轉(zhuǎn)速計算偏航驅(qū)動效率。

18、進(jìn)一步，通過控制裝置控制驅(qū)動裝置帶動兩個相隔180°的軸向加載裝置分別向偏航模擬裝置加載推力和拉力，模擬偏航彎矩加載，啟動偏航驅(qū)動使偏航齒圈和偏航制動盤旋轉(zhuǎn)，接著根據(jù)各摩擦片的壓力大小計算摩擦片的不均載系數(shù)。

19、本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點與有益效果：

20、1、本發(fā)明的測試平臺采用偏航驅(qū)動和偏航制動器固定，偏航齒圈和偏航制動盤旋轉(zhuǎn)的方式，使得測試平臺整體結(jié)構(gòu)大大簡化，在滿足關(guān)鍵特性參數(shù)測試要求基礎(chǔ)上，使得測試平臺成本顯著降低，測試平臺的操作也更為簡單。

21、2、本發(fā)明中偏航制動器分上、下兩層采用背對背布置，當(dāng)進(jìn)行單一軸向力加載時可實現(xiàn)兩個制動器上的摩擦片的受力均等，從而使摩擦片摩擦系數(shù)測量更為準(zhǔn)確。

22、3、本發(fā)明中徑向加載液壓缸采用雙滾輪接觸頭與齒圈支撐環(huán)接觸實現(xiàn)徑向力傳遞，可在不影響偏航模擬裝置扭矩傳遞條件下進(jìn)行徑向力加載，結(jié)構(gòu)簡單，操作方便。

23、4、本發(fā)明中的偏航制動器采用定制化設(shè)計，內(nèi)置壓力傳感器，可以滿足各種類型摩擦片的測試需求。

24、5、本發(fā)明采用外置4個液壓缸加載軸向力，可以通過控制液壓缸壓力直接控制加載軸向力大小，也可以通過給4個液壓缸施加不同壓力模擬力矩加載，加載裝置結(jié)構(gòu)簡單，操作方便。